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对新能源客车电池技术路线的见解

发布日期:2016-1-12 浏览次数:521
2015年以来,受政策和市场双重影响,新能源电动客车销量猛增。1~11月,纯电动客车的累计产量为6.8万辆,同比增长高达966%,但同时,新能源电动客车频频发生以电池起火为代表的安全事故,也时时在为这个行业高速增长的产销量敲响警钟。又好又快的可持续发展,才是一个行业新兴市场长久立足的根本,屡次发生的新能源客车着火事件不仅会影响消费者购买的积极性,更会直接影响到客车品牌的美誉度。

  电动客车用哪些动力电池更合适更安全?是三元锂还是磷酸铁锂?关于这两种技术路线,甚至更多种技术路线的争议由来已久,而在2015年,新能源客车行业排名第二的整车企业中通客车,对动力电池优劣的见解想必有着一定的代表性。近日,中通客车控股股份有限公司新能源工程中心处长兼动力系统平台室主任范志先就同中国客车网记者分享了他的见解。

  保安全:多种措施齐头并进

  2015年12月13日香港电动巴士发生爆燃,据专业机构证实,此次事故为该巴士的电池所致。直至本次事故止,2015年以来,全国已有8起纯电动客车、混合动力客车发生自燃事故,电池安全问题又一次被推向风口浪尖。对这种种因电池原因导致公交车爆燃起火的事故,范志先认为,电池作为电储能装置,本身就具有一定的危险性,但是只要使其在可控的范围内(BMS有效控制)就可以规避可能发生的安全隐患,之前发生的爆燃起火事故,大部分是由于电池管理系统的失效或者误操作(其他事故)导致电池过充、短路等原因导致电能的不可控,进而引起起火事故。在选择合适电芯的前提下,精准的电池管理系统控制是整车高压安全性的保障,这里面就包括了主动安全性和被动安全性等多种安全性措施。

  那么要想避免更多的电动(混合动力)客车发生电池起火事故,应从哪些方面加强管理呢?范志先表示,要想避免新能源客车发生电池起火事故,首先在设计阶段要针对不同的使用环境要求,选择不同性能的电芯,比方说混合动力客车选择能量功率型电池、纯电动客车不同的电机功率需求选择满足充放电需求的电池及配置。同时在电池管理系统方面(BMS),首先能够准确采集电池电压、电流、温度等基础数据,并基于此基础数据对电池系统进行soc、soh等性能估算,进而估算出电池可用充放电功率,并对此各种可能发生的各种故障采取适当的处理措施,防止电池系统的电失控和热失控。其次就是对新能源客车正确的维护和使用,针对新能源客车的特点,需要对整车或关键零部件进行必要的定期维护和保养,防止电池、电机等高压部件发生不可控的危害。

  选电池:合适的才是最好的

  近年来,新能源客车的火爆带来了其电池技术路线的多样化选择,作为行业内知名的整车企业、新能源客车品牌领导者之一,中通客车会选择哪种电池技术路线?据范志先介绍说,中通在新能源客车开发方面始终坚持着走国际化的主流技术路线,在零部件的选型方面一定是国际或国内第一流的企业,这里面包括了企业规模、产品性能、供货能力、服务保障能力等方面都是在行业内第一流的水平,同时针对不同的整车产品特性,中通会选择最适合的动力电池零部件,例如针对于混合动力客车长时间无法对电池进行满充满放的特性,中通选择了电池soc线性特征比较明显的三元锂材料电池,针对于纯电动客车,中通选择了安全系数比较高的磷酸铁锂电池。

  为保障中通新能源客车产品的电池安全,中通更从设计着手,到运营的方方面面做足了功课。中通新能源客车的设计第一原则就是安全性、可靠性,其次才是节能性,中通认为安全性和可靠性无法保证的客车,即使具有再好的节能效果也是对社会不负责任的表现。因此中通在整车安全性方面做出了大量的工作,从最初的设计选型、到生产制造、到运营保障以及保养维护,所有环节都能体现出安全的要素。例如,在设计之初,中通在纯电动客车储能装置的选择方面,虽然有具有更高能量密度的三元锂材料可供选择,但是中通仍然选择了安全系数最高的磷酸铁锂电池作为储能装置,同时在设计阶段中通设计了诸多的主动安全性和被动安全性要素,包括整车控制策略、电池管理系统、电机控制、绝缘控制等方面以及被动的灭火、隔热、绝缘设计等。在运营方面,中通配备的智能远程监控系统,可以自动上报司机驾乘状态、整车以及各关键零部件的运营状态、故障主动报警通过网络、手机等多种渠道通知运营商进行及时的检修和保养。

  对于当前热议的话题,电动客车究竟选择磷酸铁锂还是三元锂电池,中通客车又是如何考量的?范志先告诉中国客车网记者,电池是电储能装置,任何安全或者不安全的电池都是相对的,关键是要看能否对电池状态进行有效控制,或者在电池出现故障的时候防止其电失控或热失控。中通客车认为,针对电动客车而言,磷酸铁锂电池是纯电动客车最佳的选择,因其相对较高的能量密度和较高的安全特性,而对于高能量密度的三元锂电池,中通认为暂时还是不要在大型纯电动客车上使用为宜。

  但是针对于混合动力客车,由于其整车特性的需要,需要在满足整车纯电动续驶里程的前提下,更关注的电池系统的功率性能,因此再其长期不能满充满放的状态下,也就是针对于电池平台比较平的磷酸铁锂电池而言,无法对其进行准确的soc校正,因此导致电池功率特性出现不可能状态;而针对于电池平台相对比较线性的功率能量型三元锂电池来说,其可以实时对其进行soc的校正,即保证电池始终处于可控状态。因此在不同的车型或者不同的使用环境下,中通选择具有不同特性的动力电池。